SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
k7=m xXF
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 cxxrvP-
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： =aRE
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） /;9 ]LC.g
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： J-Wp hc!m
FETCH 6 UP@-@syGw
PANT W_ubgCB
VLIST RAD 1 2 3 4 6 $qk(yzY
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH oT[8Iu
VY 3 TH 20 3 *_tJ ;
VY 5 TH Q*caX
VLIST GLM 1 3 B#K2?Et!t
END
Y 9~z7
av}pT)]\
AANT v`9n'+h-c6
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION Q~G>=J9
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL Uv(Uj3D
Hv< jf38
GNR .5 1 3 2 0 5E}~iC&
GNR .5 1 3 2 .5 roE* 8:Y
GNR .5 1 3 2 .7 e"6!0Py#*
GNR .5 1 3 2 1. 9`v[Jm% $m
GNR .5 1 2 1 0 &ajpD sz;
GNR .5 1 2 3 0 ^FN(wvqb8
GNR .5 1 2 1 1 kV3Zt@+
GNR .5 1 2 3 1 %)G]rta#
END \k)(:[^FY
XV*uu "F
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS mLL?n)
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES k c-v(WIC
M}BqSzd*
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： #F!'B|n
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 ^PI8Bvs>j
VY 1 G 3 l]v>PIh~N
VY 1 G 6 _T[m YY
VY 1 G 10 ay,E! G&H
\t
04 -
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： ZdY)&LJ
SPECIAL SURFACE DATA 8^%Nl `_2B
______________________________________________________________________________ uQlQ%n%
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE kZ3w 2=x3v
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) 7iBN!"G0
o$-!E(p
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 L.) 0!1
ADEF 1 PLOT. ]:vo"{*C
M;K%=l$NG
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 &p#$}tm
M 0 100 CLINK ]EZiPW-uy
ADEF 1 p2: >m\
CD1 FILE 6 { |[n>k
= CD1 V,qc [*_3
Kt3 ]r:&J
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 dCkk5&2n
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 NLA/XZ
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： L\Y4$e9bF8
FINAL 5 I@<\DltPi
ABERRATION LIST o 0'!u
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT 8Cw+<A*
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 }L.&@P<
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 J"Z=`I)KON
lboi\GP|
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 N\9 Wxz$
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 7; e$ sr
-@EAL:kY
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 5p7?e3
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 1$#{om9
ckTk2xPQ
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 <4|/ AF*>
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 3EN(Pz L
o6[aP[~F
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 n$O[yRMI[
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 zZax![Z
O.% $oV
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 3</gK$f2
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI ?'$Yj>R6
BUFFER? m=hUHA,p4
d^sm;f
看看放在哪里。 H ]x-s
BUFF? OmR) W '
g VPtd[r
The current FILE BUFFER contains GF=rGn@,)`
1 0.02051954 BEST FIT CV ZcLW8L
2 48.73404382 BEST FIT RD c?0.>^,B Q
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT 0;V "64U
4 0.50763222 VOL. REMOVED }pMd/|A,
5 0.00097815 PEAK DIFF. Q `kJ3b
6 0.00031781 RMS DIFF. iUua!uC
$ rU"Krf67
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ `, lry7]
SYNOPSYS AI>ASY r$
8 ^K\oF
>3Mz s AH\
SPECIAL SURFACE DATA G)G
257K"~
______________________________________________________________________________ ;qN ;o SK
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE [PW\l+i
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) x [_SNX"
c&GVIrJ
ADEF 1 PLOT 1z5Oi u
# zbAA<f
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 .*Mp+Q}^
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 j
LS<S_`
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 7H l>UX,|
M 0 50 CLINK j*' +f~ A
ADEF 1 T{:~v+I=
CD1 FILE 5 r&/M')}?Lw
= CD1 e>] gC a
o#~Lb9`@U
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 ^t TASK
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES Id}/(Pkq
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 (E {}iq@2
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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